基于地圖學(xué)習(xí)的科學(xué)課程設(shè)計

◇蔡 菁

一、地圖學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)

（一）地圖學(xué)習(xí)模式的理論基礎(chǔ)

人類學(xué)習(xí)的過程和記憶的存儲與調(diào)用過程有極大地關(guān)系。因此如果我們想要研究兒童的學(xué)習(xí)過程，必然繞不開對記憶模式的討論研究。普遍的調(diào)查研究顯示，記憶在大部分人腦中有兩種模式：利用分類儲存系統(tǒng)記憶和利用位置系統(tǒng)記憶。

分類記憶是對信息進行練習(xí)和復(fù)述來進行信息的錄入和存儲的，這種記憶方式形成的記憶符合艾賓浩斯遺忘曲線，遺忘很容易在較短的時間內(nèi)發(fā)生，必須要通過不斷的強化來減少遺忘的發(fā)生。并且，在環(huán)境因素發(fā)生改變后，這些被記憶的信息不容易被快速調(diào)取，也就是說學(xué)習(xí)的遷移不容易發(fā)生。再者，分類記憶由于目標(biāo)性很強，所以一次處理的信息量有限，因此在一定的時間內(nèi)儲存在腦中的記憶是相對來說較少的，也就是記憶處理的效率是比較低的。但是由于各種各樣的原因，當(dāng)下學(xué)校教育中的傳統(tǒng)教授式學(xué)習(xí)更多地依賴于這種分類記憶。

位置記憶認為每個人都有空間記憶系統(tǒng)。我們將信息放在特定的情境中，這個情境中的所有一切包括我們自己都有著一定的關(guān)聯(lián)，而我們只需要經(jīng)歷這樣一個情境就很容易記住情境中的一切包括它們之間的關(guān)聯(lián)，因為這一切都是有意義的。而這個情境中的一切包括他們之間的各種聯(lián)系就在我們的頭腦中形成一種圍繞情境主題的地圖。當(dāng)我們需要調(diào)用情境中的某個信息時，我們只需要按照頭腦中的各種地圖的索引找到相應(yīng)的地圖，就可以快速完成信息的提取調(diào)用。而這一張張不同的地圖就構(gòu)成了我們的空間記憶系統(tǒng)。在位置記憶中，地圖中的信息與信息之間互相發(fā)生著有意義的聯(lián)系，牢不可破，因此遺忘是不容易發(fā)生的。更重要的是，由于情境的完整性，地圖中的信息是多樣化的而且數(shù)量十分巨大，所以利用位置記憶我們可以在較短的時間內(nèi)獲得更高的效率，我們不僅收獲的是認知層面的記憶，技能的和情感的成分也都整合在每一張地圖中。因此，我們認為，為了發(fā)展兒童全方位的核心素養(yǎng)，我們提倡在小學(xué)科學(xué)課程設(shè)計中融入更多地運用地圖模式的學(xué)習(xí)方式。

（二）地圖學(xué)習(xí)的概念界定

主題地圖：一定主題情境中的一切事物（包括兒童自己）和事物之間的所有聯(lián)系在兒童大腦中形成的總體印象。

地圖學(xué)習(xí)：通過圍繞一定主題的有意義的經(jīng)驗過程，讓兒童創(chuàng)設(shè)自己的主題地圖的學(xué)習(xí)方式。

通過從結(jié)果、記憶方式、特征這三個方面分析傳統(tǒng)教授式學(xué)習(xí)與地圖學(xué)習(xí)，我們不難發(fā)現(xiàn)地圖學(xué)習(xí)對學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展是更有利的。（如表1）

表1 傳統(tǒng)教授式學(xué)習(xí)與地圖學(xué)習(xí)的對比

二、地圖學(xué)習(xí)模式下的小學(xué)科學(xué)課程模型

圖1.地圖學(xué)習(xí)模式下的小學(xué)科學(xué)課程模型

（一）有意義的經(jīng)驗是形成主題地圖的主要方式

有意義的經(jīng)驗過程主要指的是教師依據(jù)教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)具有一定復(fù)雜性的真實情境，兒童通過真實情境的浸潤，內(nèi)在動機的激發(fā)以及對信息的積極加工，在一定的時間段內(nèi)完成有挑戰(zhàn)的任務(wù)，通過這樣一個有意義的經(jīng)驗過程在頭腦中形成一張基于這個情境下的主題地圖。

例如我們在學(xué)習(xí)《橋》這個學(xué)習(xí)內(nèi)容的時候，教師給學(xué)生提供了一個有挑戰(zhàn)的任務(wù)：小組合作完成一座橋的設(shè)計與制作。那么學(xué)生在得到這樣一個任務(wù)后，由于都希望建造一座自己喜愛的橋的模型，自發(fā)地去思考要完成這樣的任務(wù)需要哪些信息，如何得到這些信息，以及對得到的信息要做怎樣的處理加工，通過一系列的復(fù)雜的學(xué)習(xí)行為，最終完成本組的設(shè)計與制作，基于《橋》主題地圖得以形成，并且這張地圖中的一切由于學(xué)生的親身經(jīng)歷而變得更加有意義。

（二）主題地圖是由互相影響的認知、情感、思維成分共同構(gòu)成

學(xué)生在有意義的經(jīng)驗過程中，不僅經(jīng)歷了認知的建構(gòu)，同時也在解決問題的過程中獲得了科學(xué)思維能力水平和工程與技術(shù)能力的提升，更是在小組成員中，小組與小組間的表達、交流、質(zhì)疑和互動中形成各種情感的流動。因此，基于這一真實情境形成的主題中必然包含了認知成分、思維成分和情感成分。

還是舉《橋》這個例子，在經(jīng)歷完成一座橋的設(shè)計與制作這個任務(wù)的經(jīng)驗中，學(xué)生將建筑學(xué)中的結(jié)構(gòu)與功能知識、材料學(xué)中的各種材料的優(yōu)缺點、工程技術(shù)領(lǐng)域的實操技能以及如何運用科學(xué)語言表達交流和質(zhì)疑整合到一張地圖中記憶。這種記憶中的各個成分之間互相影響，例如知識層面的信息會指導(dǎo)他們?nèi)绾稳フ{(diào)整測試工程技術(shù)領(lǐng)域的建造過程，而工程技術(shù)領(lǐng)域的建造過程又會帶來新的問題與挑戰(zhàn)引導(dǎo)他們?nèi)ブ貥?gòu)自己的認知，而同伴之間的質(zhì)疑與交流，贊揚和指點會不斷影響他們對自己的設(shè)計的調(diào)整。

三、基于地圖學(xué)習(xí)的小學(xué)科學(xué)課程設(shè)計范例

例1.地球與宇宙內(nèi)容下的《太陽系大家族》課程設(shè)計

課程名稱《太陽系大家族》—— 制作太陽系模型學(xué)生活動1.組建研究小組，完成模型制作的計劃與分工。2.搜索關(guān)于太陽系中包含的主要天體和各天體的特征的相關(guān)資料。3.將各天體的直徑數(shù)據(jù)以及天體與太陽之間的距離數(shù)據(jù)按比例縮小至可操作范圍，準(zhǔn)確畫出太陽系模型的設(shè)計圖。4.基于本組的設(shè)計自己尋找合適的材料小組合作完成模型的制作。5.小組逐一對本組的作品和研究過程進行匯報展示，所有同學(xué)對他人的作品進行評價打分。主題地圖中包含的成分太陽系中的天體構(gòu)成及排列順序；恒星、行星、衛(wèi)星的概念及相互關(guān)系；八大行星的概況。制定完成任務(wù)的合理計劃；收集、處理、交流信息的能力。團結(jié)合作的能力；運用數(shù)學(xué)方法建模的能力；向他人表達與展示自我的語言能力；對他人的研究進行質(zhì)疑、欣賞和評價的能力。體會到宇宙世界的神奇與偉大；形成尊重自然和保護地球家園的積極愿望。

課堂掠影：

例2.形狀和結(jié)構(gòu)單元的《建橋梁》

課程名稱《 建 橋梁》——設(shè)計并建造一座橋梁模型學(xué)生活動1.組建研究小組，完成橋梁制作的計劃與分工。2.查資料了解橋梁的發(fā)展歷史，了解世界各地著名的橋梁，考察家附近的橋梁并實地參觀。3.根據(jù)找到的資料分析各種橋梁的優(yōu)缺點。4.自主學(xué)習(xí)形狀和結(jié)構(gòu)以及如何提高承重性和穩(wěn)定性相關(guān)的知識。5．小組合作形成本組作品的設(shè)計并畫出設(shè)計草圖。4.基于本組的設(shè)計自己尋找合適的材料小組合作完成模型的制作。5.小組逐一對本組的作品和研究過程進行匯報展示，所有同學(xué)對他人的作品進行評價打分。主題地圖中包含的成分形狀與結(jié)構(gòu)的相關(guān)概念體系。根據(jù)圖紙完成模型制作的工程與技術(shù)能力；搜集、分析、處理、交流信息的能力；制定計劃和合作探究的能力；向他人表達與展示自我的語言能力；對他人的研究進行質(zhì)疑、欣賞和評價的能力；建筑發(fā)展歷史和建筑中的科學(xué)與藝術(shù)之美；體會到像工程師那樣完成一件作品的自豪感；培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ碳夹g(shù)習(xí)慣和創(chuàng)新的設(shè)計理念。

學(xué)生作品賞析：

四、促進地圖學(xué)習(xí)的測評

（一）基于地圖學(xué)習(xí)的科學(xué)學(xué)習(xí)測評指標(biāo)

·在復(fù)雜情境或社會交往中使用科學(xué)語言表達和科學(xué)思維思考問題的能力

·運用科學(xué)概念和技能解決真實問題的能力

·基本形成基于大概念體系下的科學(xué)概念體系

·形成正確地科學(xué)觀、價值觀

（二）促進地圖學(xué)習(xí)的測評方式

評價是一個指揮棒，測評的目的是為了促進兒童更好地學(xué)習(xí)，更好地認識世界，而不是為了鑒別兒童。因此，出于對兒童的終身能力的發(fā)展，我們應(yīng)該從根本上改變我們的評價方式來促進兒童的地圖學(xué)習(xí)。

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，許多學(xué)校的科學(xué)測評方式仍然停留在紙筆測試的層面上。這樣的測評方式僅僅只能從科學(xué)概念的掌握上去考查學(xué)生，通過短期的分類記憶，學(xué)生就可以獲得好的評價，這種方式并不能真正讓教師了解學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，更不會促進學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)中調(diào)整自己的科學(xué)學(xué)習(xí)方式和態(tài)度，找到自己的優(yōu)勢與不足。因此，促進地圖學(xué)習(xí)的測評應(yīng)當(dāng)是以任務(wù)單的形式來呈現(xiàn)。教師呈現(xiàn)出一個或者一系列的有挑戰(zhàn)的情境任務(wù)，讓學(xué)生像平時那樣以地圖學(xué)習(xí)的形式來解決任務(wù)，教師通過設(shè)計課堂觀察量表來進行課堂觀察，記錄學(xué)生在情境任務(wù)解決過程中的表現(xiàn)來給予學(xué)生評價。

當(dāng)然，這對教師來說是一項繁重而復(fù)雜的任務(wù)。因此，我們也倡導(dǎo)教師在整個學(xué)期的教學(xué)中做過程性評價，通過單元主題式的任務(wù)解決過程來考察學(xué)生的地圖學(xué)習(xí)能力。

地圖學(xué)習(xí)模式下的小學(xué)科學(xué)課程設(shè)計僅僅只是筆者探討的一種科學(xué)學(xué)習(xí)范式，科學(xué)學(xué)習(xí)的模式應(yīng)該是多樣態(tài)的，但不論是哪一種學(xué)習(xí)范式，它都應(yīng)當(dāng)指向的是促進兒童的全方位的核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展。